車身噪聲傳遞函數(shù)的全局靈敏度分析及穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著人們對乘坐舒適性要求的不斷提高，汽車NVH性能的研究正蓬勃發(fā)展。作為汽車NVH性能的重要指標(biāo)，車身噪聲傳遞函數(shù)反映的是車身結(jié)構(gòu)與內(nèi)部空腔間的聲學(xué)特性，它能夠在車身設(shè)計(jì)階段就通過聲同耦合分析準(zhǔn)確預(yù)估，從而盡早發(fā)現(xiàn)和修正潛在的設(shè)計(jì)問題，為車內(nèi)噪聲預(yù)估和控制提供依據(jù)。因此，在汽車工程領(lǐng)域?qū)嚿碓肼晜鬟f函數(shù)的研究工作越來越受到設(shè)計(jì)師的重視。
　　 本文以某型轎車為例，在建立汽車車身聲固耦合模型的基礎(chǔ)上，計(jì)算出從懸置點(diǎn)到駕駛員右耳處的

2、車身噪聲傳遞函數(shù)，并建立了基于響應(yīng)面法的結(jié)構(gòu)聲學(xué)模型，在采用Sobol'法對車身噪聲傳遞函數(shù)進(jìn)行全局靈敏度分析后，將靈敏度分析甄別出的參數(shù)用于車身噪聲傳遞函數(shù)的6σ穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)中。
　　 論文主要研究工作如下：
　　 (1)建立了某型轎車車身結(jié)構(gòu)和車內(nèi)聲腔的有限元模型，并對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析。為了更直觀了解車內(nèi)噪聲水平，在建立聲固耦合系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過施加單位簡諧激勵(lì)，得到了由車身前懸架左側(cè)彈簧處到駕駛員右耳旁的噪聲

3、傳遞函數(shù)，確定了聲壓峰值及相應(yīng)頻率。
　　 (2)針對采用精確有限元模型分析時(shí)間長、計(jì)算效率低的問題，通過拉丁超立方采樣，采用最小二乘擬合方法建立了駕駛員耳旁噪聲聲壓級(jí)均方根值和車身--階固有頻率的二階多項(xiàng)式響應(yīng)面模型，并對所得到的近似模型采用相對誤差曲線、復(fù)相關(guān)系數(shù)及修正的復(fù)相關(guān)系數(shù)以及F假設(shè)檢驗(yàn)三種方法進(jìn)行了誤差檢驗(yàn)，驗(yàn)證了近似模型的準(zhǔn)確性。最后將多項(xiàng)式響應(yīng)面模型成功運(yùn)用于后續(xù)的全局靈敏度分析和穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)中，有效降低了計(jì)算

4、工作量。
　　 (3)針對局部靈敏度分析方法不能考慮參數(shù)的概率分布、不能適用參數(shù)大范圍變化及分析各參數(shù)之間交互作用等局限，將Sobol'全局靈敏度分析法引入到汽車噪聲傳遞函數(shù)的靈敏度分析中。在合理定義參數(shù)分布情況的前提下，對某型轎車的車身噪聲傳遞函數(shù)進(jìn)行基于Sobol'法的全局靈敏度分析，得到了各參數(shù)的一階及總體全局靈敏度系數(shù)，有效甄別出了對駕駛員耳旁聲壓影響較大或交互作用明顯的板件，為后續(xù)優(yōu)化工作提供了有效指導(dǎo)。
　　

5、 (4)針對傳統(tǒng)確定性優(yōu)化方法不能考慮參數(shù)不確定因素的問題，為了提高設(shè)計(jì)穩(wěn)健性，提出了基于6σ的車身噪聲傳遞函數(shù)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該方法能夠考慮設(shè)計(jì)變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)的不確定性信息，不僅能優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、提高系統(tǒng)可靠性要求，還能夠使系統(tǒng)響應(yīng)均方差最小化。以全局靈敏度分析甄別出的板件為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，以車身總質(zhì)量和一階模態(tài)頻率為約束條件，駕駛員耳旁聲壓級(jí)響應(yīng)均方根值為目標(biāo)函數(shù)，在基本隨機(jī)變量概率特性已知的情況下，對車身噪聲傳遞函數(shù)進(jìn)行了